香皂盒底座盖注塑模具设计.doc

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1、毕 业 设 计塑料底座盖注塑模具设计学生姓名： 专业班级：机械电子工程2009-2指导教师： 学 院：机电工程学院2013年月东北林业大学毕 业 设 计 任 务 书塑料底座盖注塑模具设计学生姓名：黄耀红专业班级：机械电子工程2009-2指导教师：张琳学 院：机电工程学院2013年月日题目名称：塑料底座盖注塑模具任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）2012年12月2日-12月28日：熟悉毕业设计任务，收集设计资料，撰写开题报告。2012年12月29日-2013年3月15日：进行机械结构总体方案构思，通过对比分析，提出设计方案，绘制结构草图。阅读资料，撰写设计说明书的绪论

2、部分。2013年3月16日-4月16日：进行机械结构总体设计，主要机构的结构设计，完成全部机械图纸绘制。进行机构主要参数的设计计算，完成设计说明书的机械总体设计部分。2013年4月17日-5月17日：进行重要零件结构设计，完成零件图（机械图纸）绘制，进行必要的刚度校核和强度校核等，撰写设计说明书的重要零件结构设计部分和结构工艺分析部分。2013年5月18日-5月30日：修改、完善图纸和说明书，完成评审及评阅，准备提交专业检查。2013年6月1日-答辩：进一步修改完善毕业答辩资料，进行毕业答辩。其中： 参考文献篇数：说明书字数：图纸张数：10篇以上6 000字以上折合A0图纸3张，其中至少1张装

3、配图专业负责人意见签名：年 月 日 香皂盒底座盖注塑模具设计摘要本设计主要是针对塑料香皂盒底座盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该设计从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是香皂盒底座盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产香皂盒底座塑件产品，以实现自动化提高产量。针对香皂盒的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具

4、能达到香皂盒底座盖的质量和加工工艺要求。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。关键词香皂盒底座盖,塑料,模具,分型面,注射机Mold-design for the base of soap boxAbstract.Keywords 目录摘要Abstract1 前言11.1选题背景及意义11.2国内外发展动态11.3塑料模具的种类和应用11.3.1塑料模具的种类11.3.2塑料模具的应用12塑

5、料注射模具的设计步骤和结构组成22.1塑料注射模具的设计要求22.2塑料注射模具的设计步骤及内容22.3塑料注射模具的结构组成和作用22.3.1单分型面注射模的结构组成22.3.2注射模的组成和作用23香皂盒底座盖塑料件33.1塑料件的结构和特点33.2塑料件的材料33.2.1常用塑料及特性33.2.2工程塑料（ABS）的特性及注射工艺性33.3香皂盒塑料件的参数33.3.1 塑件的质量和体积33.3.2塑件的投影面积34注射机的选用44.1选用注射机的方法和原则44.2注射机的种类和应用范围44.3注射机的选用45塑料注射模具设计45.1型腔数目和分布45.2分型面的选择45.3型芯和型腔4

6、5.3.1型芯和型腔的结构45.3.2确定型腔和型芯的尺寸45.4浇注系统的设计45.5推出机构的设计45.6导向机构的设计45.7冷却和排气系统45.8机架的选用45.9模具的工作过程和注射工艺规程4结论5参考文献6附录7致谢8Error! No text of specified style in document.1 前言1.1 选题背景及意义随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重

7、视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。1.2 国内外发展动态近年来我国通过引进国际的

8、先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水平比十年前进了一大步，然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段距离，而且发展也十分不平衡，因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚有一定差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具。我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型具为最低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。 目前，国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、高效多色注射塑料模、纯

9、平彩电塑壳注塑模等精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使用CAD三维设计、计算机模拟注塑成形、抽芯脱模机构设计新颖等对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。20吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。34英寸彩电塑壳和48英寸背投电视机壳模具，汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具，国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达50吨。虽然在这十多年中注塑模具工业取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAECAM按术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等。特别在大型、精密、复

10、杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。 国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到70-80，实现部分资源共享，大大缩短设计周期及制造周期，降低生产成本最大限度地提高模具制造业的应变能力 满足用户需求。 模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。 国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展

11、。因此，模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源，降低成本的方向发展。1.3 塑料模具的种类和应用1.3.1 塑料模具的种类按照成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型，主要有注射成型模具、挤出成型模具、吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。1.3.2 塑料模具的应用塑料模具现在主要应用于注射模、压塑模、挤出模和吹塑模等方面。注射模是安装在注射机上，完成注射成形工艺所使用的模具。注射模的种类很多，其结构与塑料的品种、塑件的结构和注射机的种类等很多因素有关。一般情况，注射

12、模是由成形部件、浇注系统、导向机构、调温系统和支撑零部件组成，如果塑件有侧向的孔或凸台，注射模还包括侧向分型与抽芯机构。压塑模可分为固定于压机上压板的上模和下压板的下模两大部分，由型腔、加料室、导向机构、侧向分型抽芯机构、脱模机构、加热系统组成，主要应用于成形热固性塑件。压注成型是在压缩成型基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法，又称传递成型，压注成型的一般过程是，先闭合模具，然后将塑料加入模具加料室内，使其受热成熔融状态，在与加料室配合的压料柱塞的作用下，使熔料通过设在加料室底部的浇注系统高速挤入型腔。塑料在型腔内继续受热受压而发生交联反应并固化成型。然后打开模具取出塑件，清理加料室和浇注

13、系统后进行下一次成型。它由型腔、加料室、浇注系统、导向机构、侧分型与抽芯机构、脱模机构、加热系统组成。挤出模是热塑性塑料的成型方法之一，它可以成型各种塑料管材、棒材、板材、薄膜以及电线、电缆等连续型材，还可以对塑料进行塑化、混合、造粒、脱水以及喂料等准备工序或半成品加工。2 塑料注射模具的设计步骤和结构组成2.1 塑料注射模具的设计要求独立完成本设计，参阅相关资料，使该设计符合注射模具的要求，且要求注射模具的设计合理科学2.2 塑料注射模具的设计步骤及内容设计过程：1.设计前的准备工作1)熟悉塑件：塑件的几何形状、塑件的使用要求、塑件原料的特性；2)检查塑件的成型工艺性；3)明确现有注射机的型

14、号和规格（若没有应查手册选用）；2.填写塑件成形工艺卡3.注射模具结构的设计步骤1)确定型腔的数目 2)选择分型面 3)确定型腔的布置形式 4)确定浇注系统 5)确定脱模方式 6)确定调温系统的结构 7)确定凹模和型芯的固定方式 8)确定排气形式 9)决定注射模的主要尺寸 10)选用标准模架 11)绘制模具的结构草图 12)校核模具与注射机有关尺寸13)注射模结构设计的审核 14)绘制模具的装配图 15)绘制模具零件图 16)复核设计图样4.注射模具的审核1)基本结构方面的审核 2)设计图纸方面的审核 3)注射模设计质量方面的审核 4)装拆及搬运条件方面的审核动模部分定模部分2.3 塑料注射模

15、具的结构组成和作用2.3.1 单分型面注射模的结构组成 a) 模具整体 b)动模部分 c)定模部分图2-1 单分型面注射模的结构组成2.3.2 注射模的组成和作用塑料注射模具一般是由成形部件、浇注系统、导向部分、推出机构、调温系统、排气系统、支撑零部件、侧向分型与抽芯机构组成。成形部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件。浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口、及冷料穴。导向部分在注射模中，用导向部分对模具的动定模导向，以使模具合模时能准确对合。推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置。调温系统是为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模

16、具的温度进行调整。一般热塑性塑料的注射模主要是设计模具的冷却系统。排气系统是为了将成形时塑料本身挥发的气体排出模外，常常在分型面上开设排气槽。对于小塑件的模具，可直接利用分型面或推杆等与模具的间隙排气。支撑零部件是用来安装固定或支撑成形零部件及前述的各部分机构的零部件。侧向分型与抽芯机构是当有些塑件有侧向的凹凸形状的孔或凸台时，须先把侧向的凹凸形状的瓣合模块或侧向的型芯从塑件上脱开或抽出。3 香皂盒底座盖塑料件3.1 塑料件的结构和特点塑件的结构特点： 香皂盒塑件（图3-1）的结构简单，尺寸适中，属薄壁壳体塑件。为提高生产率可采用多型腔；塑件侧向没有孔和槽，模具不需要设计侧分型与抽芯机构。根据

17、香皂盒塑件的特征，选用浇注系统为侧浇口的单分型面多型腔注射模。采用侧浇口基本不影响塑件外观。a) 香皂盒b) 香皂盒零件图图3-1 香皂盒塑料件示意图a) 香皂盒 b) 香皂盒零件图3.2 塑料件的材料3.2.1 常用塑料及其特性表31 常用塑料及特性塑料高压聚乙烯硬聚氯乙烯聚苯乙烯工程塑料ABS温度/喷嘴150-180150-170160-170180-190料筒180-200165-180160-180210-230模具30-6030-6020-6050-70压力MPa注射70-10080-13060-10070-90保压40-5040-6030-4050-70时间/S注射0-52-50-

18、33-5保压15-6015-4015-4015-30冷却15-6015-4015-3015-30总计40-14040-9040-9040-703.2.2 工程塑料ABS的特性及注射工艺性1、ABS塑料的材料特性 ABS是一种新型工程塑料。具有综合的优良性能(坚固、坚韧、坚硬)，价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的一种工程塑料。 ABS是微黄色或白色不透明粒料，无毒、无味。ABS由三种成分组成，具有良好的综合力学性能。在机械性能方面，ABS具有质硬、坚韧、刚性好。有一定化学稳定性和良好的介电性能。它还有很好的成型加工性能以及能与其他塑料和橡胶相混熔的特点。ABS塑料的表面可以电镀。AB

19、S树脂的缺点是耐热性不高，耐低温性不好，而且不耐燃、不透明，耐气候性不好，特别是耐紫外线性能不好。2、ABS塑料的成型特性 1)、使用ABS塑料成型塑件时，由于溶体的黏度值较高，注射成形的压力值高，所以塑件对型芯的包紧力较大，为便脱模，塑件应采用较大的脱模斜度； 2)、ABS塑料的溶体黏度高，制品易产生熔接痕，设计模具时应减少浇注系统对料流的阻力，流道长度短一些；3)、ABS塑料吸湿性强，易吸水，成型前应进行干燥处理； 4)、在正常成型条件下，ABS塑件的尺寸稳定性好。3、ABS塑料的注射成型工艺参数表32 ABS塑料的注射成型工艺参数参数取值范围选取数值密度1.021.05g/ cm21.0

20、3g/ cm2收缩率S0.3%0.8%0.5%温度/喷嘴180-190180料筒210-230220模具50-7060压力MPa注射70-9080保压50-7060时间/S注射3-53保压15-3020冷却15-3025总计40-70483.3 香皂盒底座盖塑件的参数3.3.1 塑件的质量和体积塑件质量：22.47 g塑件体积：21.81cm33.3.2 塑件的投影面积塑件成型投影面积：54.48cm24 注射机的选用4.1 选用注射机的方法和原则选用的方法和原则： 1、使用现有设备 2、根据每次成型件数安满足最大注射量、锁模力、经济性等要求选择合适的注射机。4.2 注射机的种类和应用范围4.

21、3 注射机的选用根据塑件的大小和实际中常用的注射机，注射端盖塑件选用XS-YZ-125型螺杆式注射机（图4-1）。XS-ZY-125型注射机的主要参数： 额定注射量 125cm3 注射压力 120MPa锁 模 力 900KN 最大成型面积320cm2 图4-1 XS-ZY-125型注射机最大开模行程300mm最大模具厚度 300mm最小模具厚度200mm喷嘴圆弧半径 12mm喷嘴孔直径 4mm模板尺寸428mm X 528mm拉杆空间260mm X 290mm定位孔直径：100+0.054注射机的顶出方式：机械式顶杆顶出；两根顶杆设在两侧，顶杆直径22。模板面上螺纹孔M16 X 25共36个1

22、）、最大注射量的校核2）、注射压力的校核3）、锁模力的校核4）、最大注射成型面积的校核当上面四方面校核都满足要求时，才能确定注射机选用的合适。注射机的参数校核 1）、最大注射量的校核 注射机的额定注射量为125cm3。 塑件体积：21.81cm3，每次成型2个塑件。 假设浇道凝料为20cm3。 实际注射量21.81X2 + 20 = 63.62cm3 125 X 80% =100cm3最大注射量满足要求。2）、注射压力的校核 ABS塑料的注射压力为7090MPa, 取72MPa; SX-ZY-125注射机的注射压力为 120 MPa注射机的注射压力满足要求。3）、锁模力的校核 注射机的锁模力为 900KN； ABS塑料的注射压力为7090MPa, 取72MPa; 单个塑件在分型面上的投影面积为54.48cm2;浇道凝料为15cm2; 注射时模具的膨胀力 (54.48 X2+ 15) X72= 892.5 KN 900 KN锁模力满足要求。4）、最大注射成型面积的校核 SX-ZY-125注射机的最大注射成型面积为 320cm2； 单个塑件在分型面上的投影面积为54.48cm2; 浇道凝料为20cm2; 注射时模具的成型面积 (54.48 X 2 + 20) = 128.96 cm2 320 cm2最大注射成型面积满足要求。 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。